北卡羅萊納州立大學(xué)的研究人員開發(fā)了一套算法，以通過(guò)平衡每個(gè)組件對(duì)數(shù)據(jù)的需求與數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收速度，來(lái)改善從自動(dòng)駕駛汽車到智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)的性能。

“網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)集成了傳感器，設(shè)備和通信工具，允許系統(tǒng)的所有元素共享信息并協(xié)調(diào)其活動(dòng)以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，”有關(guān)新算法的論文的合著者Aranya Chakrabortty說(shuō)。以及NC State大學(xué)的電氣和計(jì)算機(jī)工程教授。“這些系統(tǒng)具有巨大的潛力，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)將其稱為“實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)世界”，但這些系統(tǒng)也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

“特別是，系統(tǒng)中的物理代理(設(shè)備)需要大量的通信鏈接才能有效運(yùn)行。這導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)流過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，從而導(dǎo)致路由和排隊(duì)延遲。這些延遲可能會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的延遲。等待代理采取行動(dòng)的時(shí)間，從而降低了系統(tǒng)的質(zhì)量，換句話說(shuō)，通過(guò)如此多的鏈接傳遞的數(shù)據(jù)太多，以至于系統(tǒng)可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)-滯后時(shí)間是太久了。”

這造成了一個(gè)難題。減少通信可能會(huì)損害系統(tǒng)性能的質(zhì)量，因?yàn)橄到y(tǒng)的每個(gè)元素都將以較少的信息運(yùn)行。另一方面，減少通信意味著系統(tǒng)的每個(gè)元素都將能夠更快地獲取該信息。

Chakrabortty說(shuō)：“所以，這都是一個(gè)權(quán)衡。” “需要在所有三個(gè)變量之間取得適當(dāng)?shù)钠胶?，即，適當(dāng)?shù)耐ㄐ畔∈栊裕罴训难舆t和代理的最佳可實(shí)現(xiàn)的性能。在保持良好平衡的同時(shí)，以最佳方式執(zhí)行任務(wù)而且要確保每個(gè)代理程序的安全穩(wěn)定運(yùn)行也不是一件容易的事。這就是我們算法的用武之地。”

Chakrabortty和研究生Nandini Negi開發(fā)了三種算法，這些算法合在一起可以減少來(lái)自系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求的總數(shù)，但要確保每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能足夠快地接收到足夠的信息，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)。

內(nèi)吉說(shuō)：“沒(méi)有適用于所有網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)的千篇一律的解決方案。” “但是我們的算法允許用戶確定任何系統(tǒng)的最佳通信解決方案。”